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| 編輯推薦： |
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为配合国家卓越工程师培养创新型应用人才的培养目标，同时配合国家工程教育专业认证培养学生解决复杂工程问题的能力的培养要求，本书突出控制理论的工程实践指导性。
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| 內容簡介： |
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本书较系统、全面的介绍了自动控制基础理论与应用。全书共分9 章，主要内容有：自动控制系统的基本概念和结构、微分方程、传递函数、结构图模型、连续系统时域分析、复域分析与校正、频域分析方法与校正、离散控制基础、状态空间分析和设计方法、非线性控制理论等。本书以经典控制、现代控制理论为主，也兼顾了一些理论联系实际的工程应用内容。针对应用型高校培养工程应用人才的需求，各章节使用了一台自研的机床导轨位置控制系统作为实例，从系统建模到控制方法分析，结合理论教学，深入浅出进行分析和设计，以便读者理论联系实际，能真正理解自动控制原理对工程实际的理论指导作用。
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| 關於作者： |
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喻晓红，四川自贡人，女， 副教授，2004年四川大学控制理论与控制工程专业硕士毕业，从事自动控制原理等课程教学二十余年，现任职于成都大学信息科学与电气工程学院自动化系。发表论文十余遍，编著教材三本。
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| 目錄：
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第1章绪论
1.1历史的回顾
1.2自动控制系统的基本概念
1.3自动控制系统的基本类型
1.3.1开环、闭环与复合控制系统
1.3.2连续系统与离散系统
1.3.3线性系统与非线性系统
1.3.4定常控制系统与时变控制系统
1.3.5恒值控制系统、随动控制系统和程序控制系统
1.4控制系统示例
1.4.1机床导轨的伺服控制系统
1.4.2机床导轨的伺服控制系统的基本原理
1.5对控制系统性能的基本要求
本章小结
习题
第2章控制系统的数学模型
2.1控制系统的数学模型的概念
2.1.1系统的数学模型的建立方法
2.1.2线性定常系统和线性时变系统
2.2控制系统的时域数学模型
2.2.1系统的微分方程描述
2.2.2机床导轨的伺服控制系统的运动描述
2.2.3非线性微分方程的线性化
2.3传递函数
2.3.1传递函数的定义
2.3.2传递函数的表达形式
2.3.3典型环节的传递函数
2.3.4机床导轨的伺服控制系统的传递函数
2.4结构图
2.4.1结构图的建立
2.4.2机床导轨的伺服控制系统结构图
2.4.3结构图的等效变换
2.5信号流图
2.5.1信号流图的定义
2.5.2信号流图的常用术语
2.5.3系统的信号流图及绘制方法
2.5.4信号流图的变换法则与简化
2.5.5梅森增益公式
2.6反馈控制系统的传递函数
2.7MATLAB软件介绍及Simulink系统建模方法
2.7.1MATLAB软件介绍
2.7.2控制系统数学模型的种类
2.8用MATLAB求机床导轨的伺服控制系统的传递函数
本章小结
习题
第3章时域法
3.1引言
3.2控制系统的时域响应
3.3时域性能指标
3.3.1典型输入信号
3.3.2动态性能指标
3.3.3稳态性能指标
3.4时域分析法
3.4.1稳定性分析
3.4.2动态特性分析
3.4.3稳态特性分析
*3.5线性系统的基本控制规律
*
本节为拓展知识，用二维码形式展现。
3.6时域法的应用
3.6.1机床导轨伺服控制系统的理论分析
3.6.2机床导轨伺服控制系统的Simulink分析
3.6.3PID调节器的设计实例
本章小结
习题
第4章根轨迹法
4.1引言
4.2根轨迹法的基本概念
4.2.1根轨迹方程
4.2.2根轨迹方程的几何意义
4.3绘制根轨迹的基本规则
4.4广义根轨迹
4.4.1参数根轨迹
4.4.2零度根轨迹
4.5根轨迹的分析法
4.5.1由根轨迹确定系统的闭环极点
4.5.2用主导极点来估算系统的性能
4.5.3利用MATLAB软件绘制根轨迹法
4.6根轨迹的综合法
4.6.1根轨迹形状的改变
*
本小节为拓展知识，用二维码形式展现。
*4.6.2串联校正
4.7根轨迹法的应用
4.7.1利用MATLAB绘制实际系统的根轨迹
4.7.2根轨迹综合法的应用
本章小结
习题
第5章频域法
5.1引言
5.2频率特性
5.2.1频率特性的基本概念
5.2.2频率特性的求取
5.2.3频率特性的图示方法
5.3系统的开环频率特性
5.3.1典型环节的频率特性
5.3.2开环频率特性的绘制
5.3.3由伯德图确定传递函数
5.3.4频率特性的实验确定法
5.4系统的闭环频率特性
5.4.1单位反馈系统的闭环频率特性
5.4.2等M圆图与等N圆图
5.4.3尼科尔斯图
5.4.4闭环频域指标
5.5频率响应分析法
5.5.1稳定性分析
5.5.2稳态特性和动态特性分析
5.5.3应用MATLAB进行频域分析
5.6频率响应综合法
5.6.1串联校正
5.6.2反馈校正
5.7频域法的应用
5.7.1频域法的实例分析
5.7.2串联校正分析法的应用
本章小结
习题
第6章离散控制系统
6.1采样过程
6.1.1信号的采样
6.1.2信号的恢复与保持
6.2Z变换
6.2.1Z变换与Z反变换
6.2.2线性定常离散系统的差分方程及其求解
6.2.3离散控制系统的脉冲传递函数
6.2.4开环和闭环脉冲传递函数
6.2.5应用MATLAB建立离散系统的数学模型
6.3离散控制系统的特性分析
6.3.1S平面到Z平面的映射
6.3.2离散控制系统稳定的充要条件
6.3.3线性离散系统的稳定判据
6.3.4离散控制系统的过渡过程分析
6.3.5离散控制系统的稳态误差分析
6.3.6利用MATLAB进行离散系统分析
6.4离散控制系统的根轨迹设计法
6.5离散控制系统的频域设计法
6.6等效模拟控制器综合法与数字PID控制器
6.6.1等效模拟控制器综合法的基本思路
6.6.2控制器传递函数离散化的方法
6.6.3数字PID算法
6.6.4机床导轨伺服系统的等效模拟控制器综合
本章小结
习题
第7章线性系统的状态空间分析方法
7.1系统的状态空间描述
7.1.1状态与状态空间
7.1.2状态空间表达式
7.2状态空间表达式与传递函数之间的关系
7.3状态方程的线性变换
7.3.1线性变换
7.3.2系统矩阵的对角化
7.4线性定常系统状态方程的解
7.4.1线性定常连续系统状态方程的求解
7.4.2非齐次状态方程的解
本章小结
习题
第8章线性系统的状态空间综合法
8.1系统的能控性与能观测性
8.1.1线性定常连续系统的能控性
8.1.2线性定常连续系统的能观测性
8.1.3对偶性原理
8.1.4能控规范型与能观规范型
8.2线性系统的结构分解
8.2.1系统按能控性分解
8.2.2系统按能观测性分解
8.2.3线性定常系统结构的规范分解
8.2.4传递函数中的零极对消
8.3稳定性与李雅普诺夫稳定判据
8.3.1与稳定性相关的基本概念
8.3.2李雅普诺夫稳定性的定义
8.3.3李雅普诺夫法
8.3.4李雅普诺夫第二法
8.4线性定常系统的极点配置
8.4.1反馈控制系统的基本结构及设计
8.4.2极点配置
8.5状态观测器及其实现
8.5.1全维观测器的设计思想
8.5.2反馈矩阵的确定
8.6带观测器的状态反馈系统
8.6.1带观测器的状态反馈系统结构
8.6.2分离性原理
本章小结
习题
*
本章为拓展知识，用二维码形式展现。
*第9章非线性系统的分析
附录A拉普拉斯变换与反变换
附录B机床导轨的伺服控制系统实验平台
参考文献
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| 內容試閱：
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自动控制技术已广泛应用于生活、生产制造、航空航天、智能制造、智慧农业、机器人等领域，为国民经济发展及人类社会进步提供了重要的技术支持。自动控制原理是自动控制技术的重要基础理论，是学习控制理论的入门基石。它是主要讲授自动控制系统的基本概念、原理、方法的一门课程。自动控制原理包括经典控制理论和现代控制理论两大部分，本书全面系统地介绍了经典理论时域、复数域、频域分析方法、现代理论的状态空间分析法，以及离散控制理论基础和非线性控制理论。
本书共分9章。第1章主要介绍自动控制理论的发展概况、控制系统的基本概念、组成、典型结构及对控制系统的基本要求； 第2章主要介绍连续系统的数学模型的建立，包括微分方程、传递函数、结构图、信号流图等； 第3章主要介绍系统的时间域分析； 第4章介绍系统的根轨迹分析与设计； 第5章介绍系统的频率域分析与校正设计； 第6章介绍数字离散控制基础； 第7章和第8章介绍状态空间分析和设计方法； 第9章对非线性系统分析进行相应介绍。
为配合国家自动化、电气工程及其自动化专业、机械工程及其自动化专业等“卓越工程师教育”培养学生“具有扎实的工程基础知识和本专业的基本理论知识，了解本专业的发展现状和趋势，具有信息获取和职业发展学习能力，具有扎实的理论基础，同时能综合应用学科理论知识分析和解决工程实际问题的能力，能够进行工程设计，并具有运行和维护能力；具有较强的创新意识和进行产品开发和设计、技术改造与创新的初步能力”的培养目标，本书突出强调自动控制理论课程的基础性及理论的工程实践指导性。
基于国家正在进行的工程教育专业认证要求“以学生为中心，以学习成果作为导向并对课程加以持续改进”的理念，重点培养具有解决复杂工程问题能力的创新型人才等目标，全书经典控制理论及离散控制理论部分贯穿了一个机床导轨伺服控制系统实例。依据自主研制的机床导轨伺服控制实验台，从分析系统原理到建立模型，并分别使用时间域、复数域、频率域以及离散域分析方法对本系统进行了细致分析及设计，从而在一个实际的复杂工程问题实例中全方位展示了自动控制系统工程应用问题的建立及解决方法，能让读者把自动控制原理与工程实际结合起来，对本课程有更好的理解。
本书作者结合多年的教学与科研工作经验，立足基础性、系统性、实用性、工程性，叙述简洁、层次分明，做到理论与应用并重，在立足传统控制的基础上对现代控制也作了重要的介绍。为便于学生更好地理解书中的基本知识和概念，每章还附有思考与练习题。 该教材获得成都大学立项建设教材资助，全书由葛一楠统筹安排并编写全书各章节机床导轨相关知识的全部内容及MATLAB的仿真内容； 喻晓红统稿并编写第1、2、6、7、8、9章及附录； 唐毅谦编写第1、2、3、4、5章部分内容及习题，并对全书进行审定； 樊云与张玉编写第3、4、5章； 谢虹完成与本书相对应的机床导轨伺服控制系统实验平台的制作以及参数的确定与部分相关内容编写。本书在四川大学黄家英教授的指导下编写完成，黄教授从本书结构到具体内容上都提出了很多宝贵的意见，并对全部书稿进行了总审，在此表示深深的敬意及谢意！
本书参考、吸取了大量国内出版的教材、论文的长处，在此一并表示感谢。由于编者水平有限，书中难免存在缺漏或不妥之处，敬请读者批评指正。
编者
2021年2月于成都大学
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